بررسی دقت روش پویایی سیستم در شبیه سازی و بهینه سازی منحنی فرمان مخزن سد (مطالعه موردی: سد چغاخور)

سابقه و هدف: افزایش تقاضای آب و منابع آب محدود در ﻣ ﻨ ﺎ ﻃ ﻖ ﺧ ﺸ ﻚ و ﻧ ﻴ ﻤ ﻪ خشک, مدیریت و برنامه ریزی جهت استفاده بهینه از منابع آب را ضروری و لازم ساخته است. از سوی دیگر منابع آب سطحی در ایران سهم عمده ای در تأمین نیاز آبی بخش های مختلف شرب, کشاورزی و صنعت دارد. در همین راستا, مدیران جهت برنامه ریزی منابع آب به خصوص مخازن سد ها, نیاز به اتخاذ سیاست های بهینه دارند. از اﯾ ﻦ رو ﺗ ﻼ ش ﻫ ﺎ ی زﯾ ﺎ دی ﺑ ﻪ ﻣ ﻨ ﻈ ﻮ ر ﺗ ﻮ ﺳ ﻌ ﻪ ﻣ ﺪ ل ﻫ ﺎ ی ﮐ ﺎ ﻣ ﭙ ﯿ ﻮ ﺗ ﺮ ی در ﺑ ﺨ ﺶ ﻣ ﺬ ﮐ ﻮ ر ﺻ ﻮ رت ﮔ ﺮ ﻓ ﺘ ﻪ اﺳ ﺖ . ﯾ ﮑ ﯽ از روش ﻫ ﺎ ی ﺑ ﺴ ﯿ ﺎ ر ﻣ ﻮ ﺛ ﺮ ﺑ ﺮ ای ﺑ ﺮ رﺳ ﯽ وﺿ ﻌ ﯿ ﺖ ﺳ ﯿ ﺴ ﺘ ﻢ ﻫ ﺎ , روش ﭘ ﻮ ﯾ ﺎ ﯾ ﯽ ﺳ ﯿ ﺴ ﺘ ﻢ ﻣ ﯽ ﺑ ﺎ ﺷ ﺪ ﮐ ﻪ ﯾ ﮑ ﯽ از روﺷ ﻬ ﺎ ی ﻗ ﺪ رﺗ ﻤ ﻨ ﺪ و ﺑ ﺼ ﺮ ی ﺷ ﺒ ﯿ ﻪ ﺳ ﺎ زی اﺳ ﺖ . مدلهایی که با این روش نوشته می شوند ﺑ ﺎ ﺑ ﯿ ﻨ ﺶ ﻓ ﺮ آﯾ ﻨ ﺪ ﻫ ﺎ ی ﺑ ﺎ زﺧ ﻮ رد, ﮐ ﺎ رﺑ ﺮ ان ﺳ ﯿ ﺴ ﺘ ﻢ را ﺑ ﻪ ﻓ ﻬ ﻢ ﺑ ﻬ ﺘ ﺮ ی از رﻓ ﺘ ﺎ ر دﯾ ﻨ ﺎ ﻣ ﯿ ﮑ ﯽ ﺳ ﯿ ﺴ ﺘ ﻢ ﻫ ﺎ در ﻃ ﻮ ل زﻣ ﺎ ن ﻧ ﺎ ﯾ ﻞ ﻣ ﯽ ﺳ ﺎ زﻧ ﺪ . اما Vensim یک ابزار مدل سازی بصری است که این امکان را می دهد تا بتوان مدل های سیستم های پویا را مفهوم سازی, شبیه سازی, تجزیه و تحلیل و بهینه سازی کرد. لذا در این تحقیق به منظور بهینه سازی منحنی فرمان عملکرد سد چغاخور از روشهای پویایی سیستم و الگوریتم بهینه سازی مبتنی بر هوش تجمعی استفاده شد. در نهایت دقت عملکرد این روش ها مورد ارزیابی قرار گرفت. مواد و روش ها: منطقه مورد مطالعه در نزدیکی شهر بروجن واقع گردیده است. سد چغاخور خاکی بوده و آب آن عمدتاً از طریق نزولات جوى و چشمه ها تامین می شود. در این تحقیق نتایج با داده های ماهانه جمع آوری شده در یک دوره 10 ساله (1393-1383) از سد چغاخور مقایسه می شوند. روابط بین جریان ورودی, حجم ذخیره مخزن و میزان رها سازی هر دوره تعیین و با استفاده از روش پویایی سیستم در محیط VENSIM و با استفاده از روش فراکاوشی pso در محیط MATLAB تعریف شدند. تابع هدف و محدودیت ها برای هر دو مدل یکسان می باشد. یافته ها: نتایج نشان داد مقدار ضریب تعیین که بیانگر همبستگی بین داده های شبیه سازی شده توسط روش پویایی سیستم و داده های مشاهده ای می باشد در حجم مخزن برابر 995/0 و برای میزان رهاسازی مخزن سد برابر با 991/0 می باشد. پس از بهینه سازی, اختلاف بین نیاز پایین دست و مقادیر رهاسازی شده کاهش یافت و باعث کاهش هدر رفت آب شد. میزان این اختلاف برای روش پویایی سیستم برابر با 78/11 میلیون متر مکعب و برای روش PSO برابر با 82/18 میلیون متر مکعب بود. این در حالی است که در شرایط واقعی این اختلاف برابر با 68/25 میلیون متر مکعب بوده است. نتیجه گیری: در مجموع نتایج نشان داد که مدل پویایی سیتم نسبت به الگوریتم PSO از دقت بیشتری در بهینه سازی منحنی فرمان سد برخوردار است.